El diodo schottky o diodo de barrera

| Electrónica
El diodo schottky o diodo
de barrera
Elaborado por Luis Leonardo Rivera Abaúnza
Es de capital importancia en la electrónica desde sus inicios el diodo en
todas sus variantes y tipos. Fue el primer dispositivo que llevó a la electrónica un paso más adelante en la conquista del mundo tecnológico y aún hoy
en día sigue siendo uno de los principales elementos dentro de ella, por no
decir que el de más amplio uso y aplicación junto a los transistores. Se conocen muchos tipos de ellos cada uno
con una aplicación y un comportamiento específico bastante conocidos, sin
embargo es mucho más frecuentes encontrarnos con diodos rectificadores,
varactores y hasta diodos Zéner en
nuestro trabajo diario, que con diodos
de barrera o diodos Schottky , por lo
cual resulta muy necesario hacer una
aproximación especial a este dispositivo, puesto que en las aplicaciones de
altas frecuencias a las que vamos dirigidos en comunicaciones es éste un
elemento indispensable y no son utilizables los diodos convencionales. Se
presenta por esto, una breve descripción del funcionamiento, construcción
y curvas características de este dispositivo tan especial.
Diodo schottky o de barrera
Son dispositivos que tienen una caída
de voltaje directa (VF) muy pequeña,
del orden de 0.3 V o menos. Operan a
muy altas velocidades y se utilizan en
fuentes de potencia, circuitos de alta
frecuencia y sistemas digitales. Reciben también el nombre de diodos de
recuperación rápida (Fast recovery) o
de portadores calientes.
Funcionamiento
Cuando se realiza una ensambladura
entre una terminal metálica y un mate12 |
rial semiconductor, el contacto tiene, típicamente, un comportamiento óhmico cualquiera, la resistencia del contacto gobierna la secuencia de la corriente. Cuando este contacto se hace
entre un metal y una región semiconductora con la densidad del dopante relativamente baja, las hojas dominantes del efecto debe ser el resistivo,
comenzando también a tener un efecto de rectificación. Un diodo Schottky,
se forma colocando una película metálica en contacto directo con un semiconductor, según lo indicado en la
figura N°2. El metal se deposita generalmente en un tipo de material N, debido a la movilidad más grande de los
portadores en este tipo de material. La
parte metálica será el ánodo y el semiconductor, el cátodo.
gran hacía el metal, creando una región de transición en la ensambladura.
Se puede observar que solamente los
electrones (los portadores mayoritarios
de ambos materiales) están en tránsito.
Su conmutación es mucho más rápida
que la de los diodos bipolares, una vez
que no existan cargas en la región tipo
N, siendo necesaria rehacer la barrera
de potencial (típicamente de
0,3V). La Región N tiene un dopaje relativamente alto, a fin de reducir la pérdida de conducción, por esto, la tensión máxima soportable para este tipo
de diodo está alrededor de los 100V.
En los anexos podremos ver algunas
características y curvas específicas de
funcionamiento del diodo Schottky ante
diferentes parámetros tales como temperatura, capacitancia, etc.
Aplicaciones
–– En fuentes de baja tensión en la cuaFigura 1. Encapsulado comercial de un diodo
Schottky
En una deposición de aluminio Al (3
electrones en la capa de valencia), los
electrones del semiconductor tipo N mi-
contato
retificador
les las caídas en los rectificadores
son significativas.
–– Circuitos de alta velocidad para computadoras donde se necesiten grandes velocidades de conmutación y mediante su poca caída de voltaje en di-
A1
A1
Si02
N+
Tipo N
Substrato tipo P
Figura 2. Construcción y símbolo de un diodo Schottky
contato
ôhmico
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recto permite poco gasto de energía.
–– Variadores de alta gama para que la
ID (A)
corriente que vuelve desde el motor al variador no pase por el transistor del freno y este no pierda sus
facultades.
–– El diodo Schottky se emplea en varios
circuitos integrados de lógica TTL.
1.0
Por ejemplo los tipos ALS y AS permiten que los tiempos de conmutación entre los transistores sean mucho menores puesto que son más superficiales y
de menor tamaño por lo que se da una
mejora en la relación velocidad/potencia. El tipo ALS permite mayor potencia y menor velocidad que la LS, mientras que las AL presentan el doble de
velocidad que las Schottky TTL con la
misma potencia.
 TTL-S (schottky): Serie rápida (usa
diodos Schottky)
 TTL-AS (advanced schottky): Versión
mejorada de la serie anterior
 TTL-LS (low power schottky): Com-
binación de las tecnologías L y S (es
la familia más extendida)
 TTL-ALS (advanced low power
schottky): Versión mejorada de la
serie AS
 TTL-F (FAST: fairchild advanced
schottky)
 TTL-AF (advanced FAST): Versión
mejorada de la serie F
Desventajas
Las dos principales desventajas del
diodo Schottky son:
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Schottky diode
Silicon diode
-1000
-40
0 0.2
0.7
VD (V)
(µA)
Figura 3. Curva característica
- El diodo Schottky tiene poca capacidad de conducción de corriente en directo (en sentido de la flecha).
Esta característica no permite que sea
utilizado como diodo rectificador. Hay
procesos de rectificación (por ejemplo fuentes de alimentación) en que
la cantidad de corriente que tiene que
conducir en sentido directo es bastante grande.
- El diodo Schottky no acepta grandes voltajes que lo polaricen inversamente (VCRR).
El proceso de rectificación antes mencionado también requiere que la ten-
sión inversa que tiene que soportar el
diodo sea grande.
Conclusión
Nos podemos dar cuenta que el diodo
Schottky tiene un segmento muy especial dentro de la electrónica y sus aplicaciones y es específicamente el de
trabajar a altas frecuencias de hasta
300MHz, eliminando picos de corriente y en conmutación altísima, con bajos niveles de tensión, umbral bajo y,
debido a su construcción, tiempos de
respuesta mucho más rápidos
BIBLIOGRAFÍA
www.enciclopedia.us.es/index.php/Diodo_Schottky
www.unicrom.com/Tut_shottky_tunnel.asp
www.directindustry.es/fabricanteindustrial/diodo-varicap-77615.html
www.monografias.com/trabajos16/eldiodo/el-diodo.shtml
www.159.90.80.55/Nuevas_adquisiciones/boylestad.pdf
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